流媒体技术及应用.ppt

第七章 流媒体技术应用介绍 l第一部分：流媒体相关知识 l第二部分：流媒体制作流程 l第三部分：实例讲解 l第四部分：案例介绍 传统的下载方法 lhttp、ftp下载使用标准的http、ftp协议，但由于多媒体信息 容量巨大，下载多媒体文件需要几分钟或几个小时的时间 ，甚至几天，但下来之后很可能发现根本没用。 l这些被下载的文件还必须在下载前制作完成，放在网络服 务器上，不可能观看网上现场直播。 l相信众球迷们更是无法忍受。 流媒体 Streaming Media l流媒体 (Streaming Media)是一种新兴的网络传输技术, 在互联网上实时顺序地传输和播放视/音频等多媒体内容 的连续时基数据流，流媒体技术包括流媒体数据采集、 视/音频编解码、存储、传输、播放等领域。 一般来说，流包含两种含义: 广义上是使音频和视频形成稳定和连续的传输流和回放流 的一系列技术、方法和协议的总称，我们习惯上称之为 流媒体系统； 而狭义上的流是相对于传统的下载回放（Download- Playback）方式而言的一种媒体格式，它能从Internet 上获取音频和视频等连续的多媒体流，客户可以边接收 边播放，使时延大大减少。 流式传输的优点 l与下载方式相比, 流式传输具有显著的优点： l一方面大大地缩短了启动延时,同时也降低了对缓存容量的需求； l又可以实现现场直播形式的实时数据传输，这是下载等方式无法实现的 ，同时有助于保护多媒体数据的著作权。 流媒体系统结构 编码工具：用于创建、捕捉和编辑多媒体数据，形成流媒体 格式； 流媒体数据； 服务器：存放和控制流媒体的数据； 网络：适合多媒体传输协议甚至实时传输协议的网络； 播放器：供客户端浏览流媒体文件（通常是独立的播放器和 ActiveX方式的插件）。 流媒体传输协议 l 流式传输的实现需要合适的传输协议。TCP需要较多的开销，故 不太适合传输实时数据。在流式传输的实现方案中，一般采用 HTTP/TCP来传输控制信息，而用RTP/UDP来传输实时多媒体数据。 l（1）实时传输协议RTP与RTCP l RTP是用于Internet/Intranet针对多媒体数据流的一种传输协议 。RTP被定义为在一对一或一对多传输的情况下工作，其目的是提供 时间信息和实现流同步。RTP通常使用UDP来传送数据，但RTP也可 以在TCP或ATM等其他协议上工作。 l(2) 实时流协议RTSP l 实时流协议RTSP由Real Networks和Netscape共同提出，该协议定 义了一对多应用程序如何有效通过IP网络传送多媒体数据。RTSP在体系结 构上位于RTP和RTCP之上，它使用TCP或RTP完成数据传输。HTTP与 RTSP相比，HTTP传送HTML，而RTP传送的是多媒体数据。 lHTTP请求由客户机发出，服务器作出响应； l使用RTSP时，客户机和服务器都可以发出请求，即RTSP可以是双向的。 （3）资源预订协议RSVP l 由于音频和视频数据流比传统数据对网络的延时更敏感，要 在网络中传输高质量的音频、视频信息，除带宽要求之外，还需 其他更多的条件。 lRSVP是Internet上的资源预订协议，使用RSVP预留一部分网络 资源（即带宽），能在一定程度上为流媒体的传输提供QoS。 流媒体的播放方式 l 单播：客户端与媒体服务器之间要建立一个单独的数据通道，从一台服务 器上送出的数据包只能传送给一个客户机。 l 组播：允许路由器一次将数据包复制到多个通道上。单台服务器能够对几 十万台客户机同时发送连续数据流而无延时。 l 点播与广播：点播连接是客户端与服务器之间主动的连接。用户可以开始 、暂停、快进、快退或停止流。而广播是用户被动的接收流。在广播端用户 接收流，但不能控制流。 流式技术的主要解决方案 目前主要有三大解决方案： lReal Network的Real System l微软的Windows Media Services l苹果公司的Quick Time系列 1、视频平台：Windows Media Services l服务端 Windows Media Sevices 4.1 l制作端 l客户端 一系列的Media Server服务器组件和Windows Media 管理器组成，是 整个Windows Media服务的核心。 通过MMS/MSBD/HTTP协议进行 组件间的通信，并可自动进行协议间的翻转 Windows Media Encoder,Media author,media indexer, Windows Media On-Demand Producter、Windows Media Publish to ASF for Microsoft PowerPoint 97、Windows Media Plug-In for Adobe Premiere、 VidToAsf 、WavToAsf、ASFCheck 、ASFChop等。 Windows Media Player 1、视频平台：Real System l服务端 Real System G2 l制作端 l客户端 使用以COM 为基础的插件结构，其扩展性比较强，支持多速率传输 的智能流技术和分流技术。 编解码工具RealProducer，流式图片工具RealSlideshow，以及幻灯 工具RealPresenter。 RealPlayer 分为 Basic 和Plus 1、视频平台：Quiketime l服务端： QuickTime Streaming Server l制作端 l客户端 采用(QTSS)的模块结构，是完全多线程、抢先式多任务的运行模式 ，代码中的全局数据结构和临界区必须通过互斥进行保护。 QuickTime Pro Quick Time 4 常见的流媒体格式 MPEG也是Moving Pictures Experts Group的缩写。这类格式 包括了 MPEG-1, MPEG-2 和 MPEG-4在内的多种视频格式。 MPEG-1 lMPEG-1应用在 VCD 的制作和一些视频片段下载，大部 分的 VCD 都是用 MPEG1 格式压缩的， (MPEG1文件 命名为 .DAT格式 ) ，使用 MPEG-1 的压缩算法，可以 把一部 120 分钟长的电影压缩到 1.2 GB 左右大小。 MPEG-2 lMPEG-2 则是应用在 DVD 的制作，同时在一些 HDTV（高清晰电视广播）和一些高要求视频编 辑、处理上面也有相当多的应用。 l使用 MPEG-2 的压缩算法压缩一部 120 分钟长 的电影可以压缩到 5-8 GB 的大小（MPEG2的 图像质量MPEG-1 与其无法比拟的）。 *.AVI l AVI，音频视频交叉(Audio Video Interleaved)的英文缩写。AVI这个由微软公司 发表的视频格式在视频领域已经存在好几个年 头了。AVI格式调用方便、图像质量好，但缺 点就是文件体积过于庞大。 *.RA/RM/RAM l Real Networks公司所制定的音频/视频压缩规范。Real Player就 是利用Internet资源对这些符合Real Media技术规范的音频/视频 进行实况转播。 l在Real Media规范中主要包括三类文件：RealAudio、Real Video和Real Flash （Real Networks公司与Macromedia公司合 作推出的新一代高压缩比动画格式）。 lREAL VIDEO （RA、RAM）是视频流技术的始创者。它可以在 用 56K MODEM 拨号上网的条件实现不间断的视频播放，可是 其图像质量比VCD差些，如果您看过那些RM压缩的影碟就可以 明显对比出来了。 *.MOV l QuickTime原本是Apple公司用于Mac计算机上 的一种图像视频处理软件。Quick-Time提供了 两种标准图像和数字视频格式 , 即可以支持静态 的*.PIC和*.JPG图像格式，动态的基于Indeo压 缩法的*.MOV和基于MPEG压缩法的*.MPG视频 格式。 *.ASF l ASF (Advanced Streaming format高级流格式)。ASF 是 MICROSOFT 为了和现在的 Real player 竞争而发展出来的 一种可以直接在网上观看视频节目的文件压缩格式。ASF使 用了 MPEG4 的压缩算法，压缩率和图像的质量都很不错。 l 因为 ASF 是以一个可以在网上即时观赏的视频“流”格式 存在的，所以它的图像质量比 VCD 差一点点并不出奇，但比 同是视频“流”格式的 RAM 格式要好。 *. AVI(n AVI) l n AVI是 New AVI 的缩写，是一个名为 Shadow Realm 的地 下组织发展起来的一种新视频格式。 l它是由Microsoft ASF 压缩算法的修改而来的（并不是想象中的 AVI），视频格式追求的无非是压缩率和图像质量，所以 NAVI 为了追求这个目标，改善了原始的 ASF 格式的一些不足，让 NAVI 可以拥有更高的帧率。 l 可以这样说，NAVI 是一种去掉视频流特性的改良型 ASF 格 式。 音乐压缩的MP3 lMP3是Internet上最流行的音乐格式，最早起源于1987年德国一 家公司的EU147数字传输计划，它利用MPEGAudioLayer3的技 术，将声音文件用112左右的压缩率压缩，变成容量较小的音乐 文件，使传输和储存更为便捷，更利于互联网用户在网上试听或 下载到个人计算机。 l但是MP3不支持版权保护 运动图像压缩的 MPEG-4 l(Moving Picture Experts Group, MPEG)定义的。该工作组隶属于国际 标准化组织(ISO)，曾经制定过两项被业界广泛采纳的标准：MPEG-1 和MPEG-2，并因此赢得艾美奖。MPEG-4于1998年设计完成，来自全 世界的、数以百计的科研人员为此作出了贡献。该规范于2000年正式成 为一项国际标准。 lMPEG-4是下一代全球多媒体标准。从蜂窝式电话到宽带以及到其它更 高端的应用，MPEG-4能够在各种带宽范围内提供专业质量的音频和视 频流服务。 MPEG-4压缩算法 l用MPEG-4压缩算法的ASF(Advanced Streaming format)可以将120 分钟的电影压缩为300MB左右的视频流； l采用MPEG-4压缩算法的DIVX视频编码技术可以将120分钟的电影压 缩600MB左右，也可以将一部DVD影片压缩到2张CD-ROM上！ 运动图像压缩的 MPEG-4 (ISO/IEC 14496) lMPEG-4只是一种视频编码技术，清晰度根据压缩时所选码率同 有较大的改变，并且，MPEG-4还有多种压缩标准：如Microsoft 的asf视频部分就是基于MPEG-4的Discrete Cosine Transform (DCT)，另外还有DivX的免费MPEG-4版本（开始是破解微软的 格式而来）。 l音频部分，Microsoft采用windows media audio v2/1，DivX采用 MP3或者更高质量的AC3等。 l相比而言，Real或者Apple的格式使用的是自己开发的编码，在 相同码率，特别是低码率下，不见得就比MPEG-4差，采取高码 率的rm格式照样清晰可人，所以大家以后说rm格式清晰